新型污水环保处理技术
来源：北京碧水源科技股份有限公司 阅读：1721 更新时间：2009-09-15 15:07我国水资源短缺，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一。随着经济的迅猛发展，我国水资源供需矛盾愈加突出，水环境不断恶化。利用新型的污水处理技术，加强污水治理和回用，是改善水环境，缓解水资源短缺的一种有效途径。
近年来，在国家科技计划的支持下，我国的许多高等院校、科研院所和企业合力开展世界最先进的膜生物反应器(MBR)处理污水技术的研究。该项技术可使城市排水河道中的劣Ⅴ类水经处理变为优质再生水。目前，MBR工艺在我国已广泛应用在住宅小区、宾馆、饭店等的污水再生利用，以及难降解工业废水、高浓度有机废水、公共卫生敏感卫生区域废水的处理，一些市政污水处理厂建设和改建中也成功采用了这一技术。
数据显示，我国的MBR技术水平在推广应用中获得提高，产业发展呈现快速增长态势。专家预测，在未来一段时期内，我国MBR技术产业将以高于国际平均增长率的速度增长，2010年市场总值可达100亿元。
膜与生物技术完美结合
沿着潮白河岸散步，欣赏清亮的河水和沿河的带状景观，如今已逐渐成为潮白河沿岸百姓的生活习惯。北京密云县的张大妈几乎每天都领着小孙女在潮白河岸边散步，她告诉记者，以前由于缺水和污染，潮白河曾是一条半干涸的臭水河。近年来经过治理，潮白河的水多起来了，沿河的景观也越来越漂亮，呈现出了碧波荡漾、水天一色的美景。
潮白河是北京的重要水源地和东部生态屏障，它的转变多亏了实施的“引温济潮工程”。这项市政府重点工程2007年10月份建成通水，将北京北部地区的主要排水河道———温榆河的水经净化处理后引入潮白河，年调水3800万立方米，在潮白河7公里和顺义城区北减河4公里河段形成300万平方米的水面景观，大大改善顺义新城及奥林匹克水上公园周边的水环境。
将城市排水河道中的劣Ⅴ类水体净化处理后成为优质的再生水，“引温济潮工程”中采用的是目前世界最先进的膜生物反应器(MBR)处理污水工艺。清华大学环境科学与工程系水环境保护研究所所长黄霞介绍，MBR是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺。它利用了膜分离的选择透过性与高效性，又利用了生物处理的有效性和彻底性，将水中的有害物质最大限度地去除，处理后的污水水质清澈，有机物含量极低，可以直接回用。
在MBR工艺中，膜是一大技术亮点，也是其核心技术。它采用PVDF等材料制成，表面布满0.1微米(相当于头发丝的七百分之一)的孔，污水经过反应器中超高浓度的微生物分解后，通过中空纤维膜进行固液分离，不仅能将细菌、病原体等有害物质拒之门外，同时还可防止各种有效微生物菌群的流失。
对比传统的污水处理工艺，MBR工艺的最大特色是使用膜组件替代了沉淀池，膜组器直接浸入生化池中，生化池混合液通过膜进行固液分离。黄霞告诉记者，“用膜组件代替传统活性污泥工艺中的二沉池，可以进行高效的固液分离，克服了传统活性污泥工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足。”
除了出水水质标准高、品质稳定、安全性高的特点外，MBR工艺中高浓度微生物能将有机污染物彻底降解，使剩余污泥比传统方法减少30％————50％，从而降低污泥处理费用和二次污染的威胁。另外，MBR工艺的设备紧凑，占地只有传统工艺的50％，更有利于对旧污水处理厂的升级扩容。
污水资源化是把“金钥匙”
我国的淡水资源总量为2.8万亿立方米，占全球水资源的6％，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。随着经济的迅猛发展，我国的城市规模不断扩大，城市用水量和污水量不断增加，水资源的供需矛盾突出，水质污染问题日趋严重。
黄霞认为，应对当前的水资源短缺和水环境污染问题，开展新型高效污水处理与回用技术研究具有十分重要的意义。广泛推广和应用高效污水处理与回用技术，不仅可以消除污水对水环境的污染，而且能减少新鲜水的使用，缓解需水和供水之间的矛盾，给工农业生产的发展提供新的水源，取得显著的环境、经济和社会效益。
我国对MBR工艺的研究始于上世纪90年代初，最早开始研究的有清华大学、中国科学院生态环境研究中心、天津大学、同济大学等。虽然起步较晚，但我国的MBR工艺技术研究发展非常迅速。从1999年至2000年的实验室阶段，到2004年至2005年的每天千吨级的规模应用，再到2007年至今每天10万吨级的规模工程设计、建设和运行。可以说，在过去几年，我国的MBR技术产业取得了“井喷”式发展。
一项MBR工艺技术，缘何能如此迅速地发展？这完全取决于此项技术广阔的市场应用前景。有关市场分析显示，当前全球的MBR市场正在加速成长，而这种成长趋势预期会持续10年以上。而未来一段时期，我国MBR技术产业将继续以高于国际平均增长率的速度增长，2010年市场总值将达到100亿元，占污水处理市场份额的8％。
正是看准了市场需求的先机，近年来我国的许多科研单位和企业不断加入MBR工艺的研究和开发，并加快推动其产业化。国家“八五”“九五”和“十五”科技攻关项目、863计划、北京市重点科研项目计划等也重点支持了该技术的研发和产业化。
据了解，目前MBR工艺在我国已广泛应用在住宅小区、宾馆、饭店等的污水再生利用，以及难降解工业废水、高浓度有机废水、公共卫生敏感卫生区域废水的处理，同时一些市政污水处理厂建设和改建中也成功采用了该技术。
让污水变成水源，促进污水资源化利用，不仅正在成为解决我国水资源短缺与水污染问题的一把“金钥匙”，世界上不少缺水国家也将其作为重要战略之一，投入人力物力研发相关技术。
以日本为例，上世纪70年代末期，日本的MBR工艺研究工作就有了较快的进展。从1983年到1987年，日本有13家公司使用好氧膜生物反应器处理大楼污水，出水用于楼房中水道用水、草地喷水和汽车冲洗水等，达到了回用的良好效果。1985年，日本建设省牵头组织了“水综合再生利用系统90年代计划”，把MBR工艺技术研究在处理对象、规模和深度上推进了一大步。据统计，目前日本已建成了几百套MBR污水处理设施。
欧洲于上世纪90年代开始采用MBR处理工业废水，其对城市污水的处理则开始于1996年。在2002年至2005年间，欧洲各国应用MBR处理污水的工程以每年70个以上数量增加。今年年初，在比利时召开的一次欧盟水处理会议上，欧盟经济与环保专家就明确表示，MBR在污水处理领域已成为欧盟各国备受瞩目的新工艺，并且得到了广泛的应用。
自主研发推动技术应用
近年来，我国的许多高等院校、科研院所和企业等对MBR工艺技术的研究，取得了令人瞩目的成绩。MBR工艺技术在处理能力和应用范围上不断提高和扩大，已成为我国污水处理和资源化的重要技术途径之一。
新技术的推广应用，离不开企业的积极参与。目前，国内从事MBR工艺开发应用的公司已有10多家。北京碧水源科技股份有限公司就是其中拥有核心技术最多的一家。
“碧水源公司2001年7月成立，以提供专业先进的污水处理设备为主，‘引温济潮工程’就是由我们提供的污水处理系统。通过近年来的自主研发，我们在MBR工艺的核心部件技术方面，已经可以生产出具有世界先进水平的PVDF中空纤维微滤膜膜丝与膜元件，并拥有了10余项专利。在关键设备技术方面，我们能够生产具有世界先进水平的标准化、系列化节能型第三代膜组器设备，并拥有了自主开发的3AMBR生物脱氮除磷膜生物反应器新工艺技术。”北京碧水源科技股份有限公司副总裁梁辉介绍说。
凭借自主研发的先进技术，碧水源公司完成了北京密云再生水厂工程、北京怀柔雁栖污水处理厂改造工程、汤河口镇污水资源化工程等千余项MBR污水资源化工程，实施的MBR项目每年为北京生产高品质再生水超过1亿吨。8年来，碧水源公司已经发展成为国内污水资源化和膜生物反应器研发与应用领域实力最强的企业。2008年，公司实现销售收入3.7亿元，业务平均年增长率达100％。
不管在哪一个领域，自主知识产权的核心技术都是逐鹿的焦点。“只有拥有自主知识产权的核心技术，才能有效降低MBR工艺产品的成本。”梁辉说：“我们公司对中空纤维微滤膜的研发和生产成功，不仅打破了2007年之前我国膜材料全部依赖进口的局面，还使MBR工艺产品的成本下降了30％—40％。”
打破国外技术垄断，使碧水源公司MBR工艺处理污水的成本由初期的每吨4000元，降低到了每吨0.67元。为了推动MBR工艺在全国的推广应用，碧水源公司不断降低产品价格，同时继续在技术开发与产业化方面双管齐下。公司在中关村生命科学园建立了占地面积21亩的大型研发中心，并在北京怀柔雁栖经济开发区内投资约3亿元建成了约5万平方米的现代化膜组器生产基地。此外，去年3月，碧水源公司与清华大学联合建立了“清华大学————碧水源环境膜技术研发中心”，加强对膜法污水资源化前沿技术和产品的研发。
2008年，碧水源公司投入2400万元搞技术研发，占到了销售收入的9％。梁辉说：“我们要不断通过技术攻关来降低产品成本，让MBR技术更快地在我国推广应用，从而惠及更多的人，为国家的环保事业作出贡献。”
